Ga verder na de inhoud
Microalgen: een nutritioneel pretpakketje
Onderzoek

Microalgen: een nutritioneel pretpakketje

Microalgen bestaan uit welgeteld één cel … maar die zit wel heel aardig gevuld.

7 minuten
20 juli 2020

Microalgen bestaan uit welgeteld één cel … maar die zit wel heel aardig gevuld. Je kan ze beschouwen als een nutritioneel pretpakketje met onder meer eiwitten, mineralen, vitaminen, antioxidanten en vetten. Onderzoekers van de KU Leuven bekijken welke microalgen het interessantst zijn en welk wetenschappelijk zetje je ze moet geven om hun voedzame inhoud vrij te maken.

Microalgen kan je beschouwen als de microscopisch kleine neefjes van de zeewieren die je op het strand ziet. Ze komen in honderdduizenden soorten voor, zowel in zoet als zout water. De meest uiteenlopende sectoren hebben interesse in de miniwiertjes. Ze kunnen onder meer dienen als diervoeder en biobrandstof, maar evengoed als grondstof voor cosmetica of de chemische industrie.

Microalgen kunnen onder meer dienen als diervoeder en biobrandstof, maar evengoed als grondstof voor cosmetica of de chemische industrie.

Vette vis

Ook voor gezonde voeding kunnen microalgen van betekenis zijn. Erg interessant zijn bijvoorbeeld de omega-3-vetzuren die sommige soorten bevatten. Die werken bij de mens beschermend tegen hart- en vaatziekten en dragen bij aan de hersenontwikkeling van foetussen en pasgeboren baby’s.

Het zijn meer specifiek de zogenaamde ‘langketen omega-3-vetzuren’ die deze gezondheidseffecten hebben. Die vetzuren kan je halen uit vette vis. En daar wringt het schoentje. In de westerse wereld ligt de visconsumptie laag en daar komt bovenop dat de visbestanden onder druk staan. Logisch dus dat de microalgen in beeld komen: vissen halen hun omega-3 uit de algen die ze opeten, dus waarom gebruiken we die niet rechtstreeks als bron?

Kweken in een racecircuit

“Dat is makkelijker gezegd dan gedaan”, weet professor Imogen Foubert. Zij staat aan het hoofd van het Food & Lipids Lab aan Campus Kulak Kortrijk, één van de weinige labo’s wereldwijd die wetenschappelijk onderzoek doen naar voedingstoepassingen van microalgen en naar de obstakels die daarbij komen kijken. “Eén van de problemen is dat omega-3-vetzuren erg gevoelig zijn aan oxidatie. Door contact met zuurstof tijdens de bewaring verliezen ze een deel van hun voedingswaarde en ontstaan er ook ongewenste smaken en geuren.”

Om de voedingsindustrie echt tot de microalgen te bekeren moet je er dus voor zorgen dat ze ‘oxidatief stabiel’ zijn. De kweekmethode speelt daarbij een grote rol. Je hebt microalgen die je zonder zonlicht en met toevoeging van suikers kan kweken in gesloten fermentoren. Dat is de goedkoopste manier. Maar uit het onderzoek van professor Foubert en haar team blijkt dat de omega-3-vetzuren uit die zogenaamde heterotrofe microalgen heel wat minder oxidatief stabiel zijn dan die uit autotrofe soorten. Dat zijn microalgen die zonlicht en CO2 nodig hebben om te groeien. Het is ook dat type microalg dat vissen naar binnen spelen.

Autotrofe microalgen kan je kweken in grote raceway ponds – ovale vijvers die iets weghebben van een circuit voor paardenrennen – of in fotobioreactoren. Dure methodes, die ook moeilijk op te schalen zijn. “Daarom willen we nu ontrafelen welke componenten in die microalgen de omega-3-vetzuren beschermen tegen oxidatie”, zegt professor Foubert. “Als we dat weten, kunnen we proberen te werken met een combinatie van de twee soorten. Zo krijg je oxidatieve stabiliteit tegen een aanvaardbare prijs.”

Vegetarische kreeftensoep

Ook de toedieningswijze heeft een invloed op de voedingswaarde van de microalgen. Nadat ze geoogst en gedroogd zijn, kan je ze op verschillende manieren bij de mens krijgen. Je kan er bijvoorbeeld olie uit extraheren. “Je vindt op de markt oliecapsules die je als omega-3-voedingssupplement kunt nemen”, zegt professor Foubert. “Maar dat extraheren van olie is een kostelijke stap en tijdens dat proces speel je ook nog eens heel wat interessante componenten kwijt die in de microalgen zitten.”

Volgens professor Foubert is het een beter idee om de hele biomassa toe te voegen aan voedingsproducten. “Je moet er dan wel rekening mee houden dat sommige microalgen een harde celwand hebben. Om te vermijden dat ze intact in de stoelgang terechtkomen, moet je ervoor zorgen dat je ze tijdens het productieproces openbreekt. De collega’s van het Labo Levensmiddelentechnologie hebben onderzoek gedaan naar manieren waarop je dat kunt doen.”

Het team van professor Foubert onderzocht nog een derde piste. De onderzoekers gingen na of je het omega-3-gehalte van eidooiers kan verhogen door microalgen toe te voegen aan voeder van leghennen. Ze stelden vast dat microalgen efficiënter zijn dan het veel gebruikte lijnzaad om eieren aan te rijken met omega-3-vetzuren. Een smaakpanel gaf bovendien een positieve beoordeling aan de smaak en de geur van deze eieren.

Hoe moeten we ons de smaak van onverwerkte microalgen eigenlijk voorstellen? “Er zijn algen die grassig ruiken en smaken, andere hebben eerder een vissmaak. Je zou met microalgen bijvoorbeeld perfect een vegetarische kreeftensoep kunnen maken”, zegt professor Foubert.

Er zijn algen die grassig ruiken en smaken, andere hebben eerder een vissmaak. Je zou met microalgen bijvoorbeeld perfect een vegetarische kreeftensoep kunnen maken.

Ook de kleur bepaalt mee welke voedingsproducten in aanmerking komen voor verrijking met microalgen: “De meeste soorten zijn groen, bruin of rood, dus kom je algauw uit bij toepassingen met groenten, soepen bijvoorbeeld. Die zijn ook interessant voor vegetariërs omdat zij geen omega-3-vetzuren binnenkrijgen via vis. In groenten zitten bovendien antioxidanten, al heeft doctoraatsonderzoek bij ons uitgewezen dat die op zichzelf niet voldoende zijn om heterotrofe microalgen of visolie oxidatief stabiel te houden als je die met groenten samenvoegt in een levensmiddel. Dat blijft dus de grote uitdaging voor het onderzoek.”

Stroomversnelling

Voorlopig moet je nog goed zoeken als je microalgen in je boodschappenmandje wilt leggen. In biowinkels vind je ze als voedingssupplement, in de vorm van poeders, tabletten en capsules. Als je iets langer speurt, vind je misschien een smoothie of soep waarin microalgen verwerkt zitten. “De producenten van levensmiddelen wachten op leveranciers die microalgen tegen een aanvaardbare prijs aanbieden, terwijl die potentiële leveranciers wachten tot er voldoende vraag is vanuit de voedingsindustrie”, zegt professor Foubert. “Bovendien hebben kleine bedrijven vaak niet de middelen om een Europese goedkeuring voor hun microalgen aan te vragen, want dat is erg duur.”

Een echte doorbraak laat dus nog op zich wachten, maar het onderzoek van het Food & Lipids Lab kan bijdragen tot een stroomversnelling. Dankzij de recent vernieuwde en uitgebreide onderzoeksinfrastructuur zullen professor Foubert en haar collega’s de vragen van de industrie nog beter kunnen beantwoorden. Wat zijn de voor- en nadelen van microalgen, welke soorten zijn interessant en hoe kan je ze het best aan de levensmiddelen toevoegen? “Hoe beter de wetenschappelijke wereld dat in kaart brengt, hoe meer bedrijven zullen overwegen om daadwerkelijk met microalgen aan de slag te gaan”, besluit professor Foubert.

Een microscopisch beeld van 'Arthrospira', strikt genomen geen microalg maar een cyanobacterie. Kenmerkend voor deze soort zijn de langwerpige slierten die de cellen vormen. Biowinkels verkopen ze verwerkt in poeders of tabletten onder de naam 'Spirulina'.
Een microscopisch beeld van 'Arthrospira', strikt genomen geen microalg maar een cyanobacterie. Kenmerkend voor deze soort zijn de langwerpige slierten die de cellen vormen. Biowinkels verkopen ze verwerkt in poeders of tabletten onder de naam 'Spirulina'.

Twee vliegen in één klap

Expertise over microalgen vind je niet alleen in het Food & Lipids Lab van professor Foubert. Het kennisplatform VEGETALGAE verzamelde vijf jaar lang meerdere onderzoeksgroepen van de KU Leuven die een wetenschappelijke bijdrage leverden aan toepassingen van microalgen.

Zo gingen onderzoekers onder leiding van professor Ann Van Loey aan het Labo Levensmiddelentechnologie onder meer na hoe je met microalgen de textuur en het vloeigedrag van een levensmiddel kan beïnvloeden. “Bij bepaalde soorten microalgen kan je namelijk productieprocessen combineren om hun verdikkende eigenschappen te boosten ”, zegt onderzoeker Tom Bernaerts. “Op die manier sla je twee vliegen in één klap: je hebt de gezonde eigenschappen van de microalgen én je hoeft geen verdikkingsmiddel toe te voegen aan je voedingsproduct. Dat kan bijvoorbeeld interessant zijn voor kant-en-klare soepen en sauzen. Microalgen die het verdikkend effect niét hebben, zijn dan weer handig om fruit- en groentesappen nutritioneel aan te rijken.”

De onderzoekers stelden vast dat onder meer een hittebehandeling ingezet kan worden om de textuur en het vloeigedrag te veranderen. De meeste voedingsproducten ondergaan trouwens standaard zulke behandelingen op het einde van het productieproces, om de producten veilig en stabiel te maken voor langdurige bewaring.

Daarnaast gingen de onderzoekers ook na hoe je het nutritionele pretpakketje dat een microalg is, kunt uitpakken. Ons lichaam heeft niet de juiste enzymen om hun celwand zelf te verteren, dus bekeken ze een techniek om de cellen op voorhand open te breken. “Het gaat om een mechanisch proces waarbij erg hoge drukken uitgeoefend worden op de microalgen tot de celwand uiteindelijk breekt”, zegt Tom Bernaerts. Ze gingen na wat de impact is van deze celdisruptie op de mogelijke opname van nutriënten in het lichaam, door onze spijsvertering na te bootsen in het labo. Zowel de antioxidanten als de omega-3-vetzuren werden dankzij de mechanische behandeling tot vijf keer meer beschikbaar voor opname in ons lichaam.

Die resultaten zijn uiteraard relevant voor voedingsproducenten: als zij microalgen aangeleverd krijgen die op de best mogelijke manier opengebroken zijn, kunnen ze nieuwe producten met microalgen op de markt brengen die effectief gezond zijn voor de consument.